Istnieje wiele przykładów GMO, które wykorzystano nie tylko na potrzeby samej biotechnologii czy w celach poznawczych inżynierii genetycznej, ale także do produkcji związków przydatnych między innymi w medycynie, farmakologii, kosmetologii, branży żywnościowej.

Bakterie wykorzystywane są głównie do produkcji substancji, których chemiczna synteza wymaga wieloetapowości i złożoności lub ekstrakcja z pierwotnego źródła grozi utratą stabilności cząsteczki, lub wręcz jej aktywności biologicznej. Bakterie GM, głównie modyfikowane E. coli, stosuje się m.in. w celu otrzymania ludzkiej insuliny, która wcześniej pozyskiwana była wprost, poprzez ekstrakcję z trzustki zwierzęcej, początkowo świni. Stworzono także bakterie, w których dochodzi do produkcji ludzkiego hormonu wzrostu. Jest to alternatywa dla wcześniejszych metod pozyskiwania tej substancji od nieboszczyków. Natomiast immunologia dzięki praktykom związanym z GM zyskała źródło przeciwciał i szczepionek, wcześniej niedostępnych. Ponadto szeroko stosuje się środki antyzakrzepowe. Substancjami takimi były do niedawna streptokinaza i ureaza, których wytwarzanie w ilościach zwiększonych, lecz nie komercyjnych, zawdzięczano GM z gatunku Bacillus subtilis. Czynniki te, o właściwościach amidolitycznych, wyparte zostały przez bezpieczniejszą dla człowieka, pochodną ureazy - stafylokinazę, o której pozyskiwaniu w organizmach modyfikowanych można przeczytać w odrębnym artykule.

Ponadto wyjątkowo rozpowszechnioną funkcją bakterii GM jest ich udział w oczyszczaniu ścieków. Wówczas stosuje się zaszczepioną w odpowiednich gatunkach zdolność do rozkładu nieczystości.

Transgeniczność roślin z kolei, niesie za sobą specyficzne, korzystne cechy. Są to m.in. możliwość zmniejszenia chemizacji środowiska, dzięki wprowadzeniu odmian odpornych na patogeny, czy zasiedlanie roślinami obszarów dotąd nieużytkowanych. Możliwe stało się to dzięki modulacji roślin, która doprowadziła do zwiększonej odporności na warunki suszy, zbyt dużego zasolenia czy zanieczyszczonych pierwiastkami. Rośliny modyfikowane, które zyskały miano hiperakumulatorów służą do zmniejszania ostatniego wymienionego problemu. Stanowią one „urządzenia” do filtracji gleby i wód np. z metali ciężkich, by służyć ostatecznie jako bioruda, dzięki wywołanej zdolności do szybkiego przyrostu biomasy. To przyczynia się także do tworzenia nowych źródeł energii. Nie mniejszy udział metod prowadzących do powstania GMO dotyczy roślin ozdobnych. Już od dawna metody modyfikacji genetycznej wypierały tradycyjne sposoby uzyskiwania atrakcyjności odmian. Biotechnolodzy i genetycy skupiają się również na projektowaniu roślin jadalnych, które charakteryzuje wysoka zawartość substancji odżywczych, dzięki czemu konstrukty służą branży spożywczej. Rośliny GM zyskują np. większą trwałość owoców, lepszy ich smak, intensywniejszy zapach i barwę. Ważnym aspektem takich prac jest usuwanie związków antyżywieniowych, a zastępowanie ich substancjami prozdrowotnymi. W skali globalnej, najczęściej modyfikowanymi roślinami jadalnymi są: kukurydza, soja, pomidory i ziemniaki. W Europie do grupy tej dołączają rzepaki buraki cukrowe. Dzięki rozwojowi biotechnologii i inżynierii genetycznej liczne odmiany roślin zyskały dodatkowe cechy:

• Kukurydza – była modyfikowana, po to by produkowała związki potrzebne do wyrobu lekarstw i szczepionek. Najważniejszą uzyskaną cechą byłą odporność na owady, tj. opisywana odmiana Bt została wyposażona w gen, kodujący białko niszczące układ pokarmowy szkodników, zabijając je. Białko to jest całkowicie bezpieczne dla ludzi, działa bowiem tylko na określone gatunki owadów.

• Pomidor – wśród najważniejszych efektów modyfikacji tego gatunku wyróżnić należy: wydłużoną trwałość i obniżenie tempa dojrzewania owoców. Istotne z punktu widzenia konsumentów z pewnością są także: zwiększenie objętości suchej masy w owocach, cieńsza epiderma oraz intensywniejszy, słodszy smak i koloryt.

• Sałata – transgeniczna odmiana jest niezwykle istotna dla medycyny. Mianowicie udało się stworzyć jadalną szczepionkę skierowaną przeciwko zapaleniu wątroby typu B. Było to odkrycie na skalę światową, zainicjowane i wykonane w całości w Polsce.

• Soja – dzięki modyfikacjom genetycznym zyskała odporność na herbicydy, wirusy i inne organizmy patogeniczne. Metody inżynierii genetycznej pozwoliły na obniżenie ilości kwasu palmitynowego w nasionach oraz na zwiększenie zawartości białek zapasowych.

• Truskawka – poprzez geny obcego pochodzenia uzyskano w odmianach tego gatunku odporność na przemrożenie, co ułatwiło uprawę. Ważnym aspektem dla handlu było wprowadzenie genu odpowiadającego za spowolnienie dojrzewania. Ponadto truskawki GM wyróżnia dużo słodszy smak, silniejszy zapach. Powstała nawet odmiana tego owocu z genami pochodzącymi od ananasa. Jest opisywana jako wyjątkowo słodka, a uwagę przykuwa jej biały kolor.

• Ziemniak – uzyskał odporność na herbicydy, wirusy, a także stonkę. Nadano mu odporność na uderzenia, tzn. ziemniaki takie nie wykazują ciemnienia, wyróżnia je większa trwałość. Inna modyfikacja polegała na zwiększeniu zawartości skrobi. Ponadto udało się zmniejszyć ilość zawartych w surowych ziemniakach glikoalkaloidów, substancji negatywnie oddziałujących na organizm człowieka. Stworzono tzw. "słodkie ziemniaki" dzięki transferowi genu, kodującego taumatynę, białko nadające słodki smak.

• Winogrono – w celach udogodnień konsumenckich stworzono odmiany niezawierające pestek.

Ostatnie doniesienia naukowe na temat roślin GM dotyczą wykorzystania ich jako bioreaktorów, fabryk które mogą produkować pożądane substancje w skali komercyjnej. Takie ekonomicznie opłacalne systemy zyskały miano upraw molekularnych i w tej chwili zaczynają stanowić odrębną gałąź celowości modyfikacji genetycznych.

Modyfikacje genetyczne nie pomijają taksonu zwierząt. Wynika to z potrzeby hodowli osobników o ściśle określonych, pozytywnych cechach. Człowiek stara się je wywołać, wyprzedzając długotrwałe procesy ewolucyjne. Zaletami zwierząt, szczególnie cieszącymi się zainteresowaniem jest szybki wzrost, znaczący przyrost masy (np. turbołosoś z genem hormonu wzrostu), czy zasobność w związki uznawane za szczególnie korzystne dla zdrowia ludzi. Poza tym, podobnie jak w przypadku roślin, doprowadza się do zastosowania hodowli komórek zwierząt w celach otrzymania substancji wykorzystywanych w branży farmaceutycznej. Jeżeli chodzi o transformowanie całych organizmów, najczęstszymi obiektami są zwierzęta hodowlane: krowy, kozy, owce. Ingerencja polega na wywołaniu ekspresji genów pożądanych białek, które ostatecznie wydzielane są z mlekiem. W ten sposób wyprodukowano mleko, zastępujące ludzki pokarm niemowląt, bogate w ludzkie białka. Innym przykładem jest erytropoetyna, potrzebna w leczeniu anemii. W podobny sposób uzyskano antytrypsynę, lekarstwo na rozedmę płuc oraz antytrombinę, białko enzymatyczne o właściwościach promujących krzepliwość. Modyfikacje genetyczne odpowiadają za uzyskanie odmian owiec produkujących wełnę, której nie atakują mole. Ewenementem są koty GM, bezpieczne dla alergików. Inżynierowie genetyczni stworzyli rybki akwariowe z transgenem pochodzącym od meduzy, odpowiadającym za fluorescencję w ciemności. Stworzenie zwierzęcych organizmów GM jest stosunkowo czasochłonne i kosztowne. Efekty często dalekie są do zamierzonych, zwierzęta modyfikowane często mają defekty prowadzące do chorób lub bezpłodności, co wynika z niewłaściwego projektowania transferu, a także niekompletnej wiedzy na ten temat. 

Przeczytaj również:

Metody transformacji genetycznej roślin

Glony wyprodukują tańsze leki na raka?

Izabela Kołodziejczyk
portal Biotechnologia.pl

Źródło: „Biotechnologia roślin” red. naukowa Stefan Małolepszy, PWN 2009